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VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht Priorität gegenüber der am 18. November 2010 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 2010-114997 , deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers. Insbesondere betreffen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers, um eine Brücke zu erkennen, die Anschlüsse von Komponenten kurzschließt.
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ERÖRTERUNG DES HINTERGRUNDES
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Im Allgemeinen umfassen Komponenten, die auf eine Platine montiert sind, einen mit einer Treiberschaltung ausgestatteten Körper und eine Mehrzahl von aus einer Seite des Körpers ragenden Anschlüssen. Jeder der Anschlüsse der Komponenten wird durch ein Lötmittel mit Pads auf der Platine elektrisch verbunden.
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Wenn jeder der Anschlüsse durch das Lötmittel mit den Pads elektrisch verbunden wird, so kann die Lötmittelsubstanz zwischen den Pads und den Anschlüssen ausgebildet werden. Die zwischen den Pads ausgebildete Lötmittelsubstanz verbindet die Anschlüsse, die voneinander getrennt sein sollten, elektrisch miteinander, um einen Kurzschluss zwischen den Anschlüssen zu erzeugen. Die zwischen den Anschlüssen ausgebildete Lötmittelsubstanz wird hierin als „Brücke” (bridge) und der zwischen den Anschlüssen erzeugte Kurzschluss als „Brückenverbindungsfehler” (bridge connecting failure) bezeichnet.
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Somit werden die Komponenten auf der Platine montiert und anschließend wird geprüft, ob ein Brückenverbindungsfehler erzeugt wird oder nicht. Da ein herkömmliches zweidimensionales Prüfverfahren einfach ein durch eine Kamera aufgenommenes Bild vergleicht, ist das Verfahren auf das genaue Prüfen des Brückenverbindungsfehlers zwischen Anschlüssen beschränkt.
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Im Fall einer Verformung der Platine verändert sich ferner die Position der Komponenten des Prüfobjektes ständig. So ist es nicht einfach, den Brückenverbindungsfehler zwischen Anschlüssen genau zu prüfen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers bereit, um die Erkennungsgenauigkeit des zwischen Anschlüssen erzeugten Brückenverbindungsfehlers auf der Grundlage eines Höhenwertes zu verbessern.
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ferner ein Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers bereit, um die Rotationsinformationen von Komponenten zu messen und den Brückenverbindungsfehler auf der Grundlage der gemessenen Rotationsinformationen genau zu prüfen, selbst wenn sich die Position von Komponenten durch Verformung der Platine verändert.
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Zusätzliche Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung dargelegt und sind zum Teil aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch Anwendung der Erfindung festgestellt werden.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart ein Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers, der Anschlüsse einer Komponente kurzschließt. Das Verfahren umfasst das Gewinnen eines 2D-Bildes und höhenbasierter Informationen durch eine Mehrzahl von Lichtern, die auf eine Platine, auf der die Komponente montiert ist, gestrahlt und von der Platine reflektiert werden, das Gewinnen von Rotationsinformationen der Komponente mittels des 2D-Bildes und/oder der höhenbasierten Informationen, das Festlegen eines Prüfbereiches zum Erkennen des Brückenverbindungsfehlers der Komponente auf der Grundlage der Rotationsinformationen, das Extrahieren eines ersten Brückenbereiches innerhalb des Prüfbereiches mit Hilfe des 2D-Bildes, das Extrahieren eines zweiten Brückenbereiches innerhalb des Prüfbereiches mit Hilfe der höhenbasierten Informationen und das Beurteilen, ob der Brückenverbindungsfehler der Komponente auftritt, mit Hilfe des ersten und/oder zweiten Brückenbereiches.
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Die höhenbasierten Informationen können ein Höhenabbild, ein Schattenabbild und/oder ein Sichtbarkeitsabbild umfassen.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart ein Verfahren zum Gewinnen der Rotationsinformationen der Komponente. Das Verfahren umfasst das Erzeugen einer dem Höhenabbild der Komponente entsprechenden Referenzschablone aus Basisdaten der Komponente und das Gewinnen der Rotationsinformationen der Komponente mit einem Vergleich zwischen dem Höhenabbild und der Referenzschablone. Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart ein Verfahren zum Gewinnen der Rotationsinformationen der Komponente. Das Verfahren umfasst das Erzeugen einer den Schatten der Komponente abstrahierenden Schattenschablone aus Basisdaten der Komponente und das Gewinnen der Rotationsinformationen der Komponente mit einem Vergleich zwischen dem Schattenabbild und der Schattenschablone. Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart ein Verfahren zum Gewinnen der Rotationsinformationen der Komponente. Das Verfahren umfasst das Erzeugen eine dem Sichtbarkeitsabbild der Komponente entsprechende Formschablone aus Basisdaten der Komponente und das Gewinnen der Rotationsinformationen der Komponente mit einem Vergleich zwischen dem Sichtbarkeitsabbild und der Formschablone. Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart zudem ein Verfahren zum Gewinnen der Rotationsinformationen der Komponente. Das Verfahren umfasst das Erzeugen eines Referenzbildes der Komponente aus den Basisdaten der Komponente und das Gewinnen der Rotationsinformationen der Komponente mit einem Vergleich zwischen dem 2D-Bild und dem Referenzbild.
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Der erste Brückenbereich kann ein Bereich sein, bei dem die Grauskala des 2D-Bildes über einem Grenzwert ist, oder ein Bereich, bei dem die Farbe des 2D-Bildes innerhalb einer Referenzfarbskala des Lötmittels ist. Darüber hinaus offenbart eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Extrahieren des ersten Brückenbereiches. Das Verfahren umfasst das Extrahieren von mindestens zwei 2D-Brückenbereichen jeweils mit Hilfe von mindestens zwei 2D-Bildern, die durch mindestens zwei Lichter gewonnen werden, die in verschiedenen Winkeln auf die Platine gestrahlt und von der Platine reflektiert werden, und das Ausbilden des ersten Brückenbereich durch Kombinieren der 2D-Brückenbereiche.
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Die höhenbasierten Informationen können das Höhenabbild der Komponente umfassen, und der zweite Brückenbereich kann ein Bereich sein, der einen Höhenwert des Höhenabbildes über einem Referenzhöhenwert aufweist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die höhenbasierten Informationen das Sichtbarkeitsabbild der Komponente umfassen und der zweite Brückenbereich kann ein Bereich sein, der einen Sichtbarkeitswert des Sichtbarkeitsabbildes über einem Referenzsichtbarkeitswert innerhalb des Prüfbereiches aufweist.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart ein Verfahren zum Beurteilen, ob der Brückenverbindungsfehler der Komponente auftritt. Das Verfahren umfasst das Ausbilden eines finalen Brückenbereiches, der einer Schnittmenge des ersten und zweiten Brückenbereiches entspricht, und das Beurteilen mit Hilfe des finalen Brückenbereiches, ob der Brückenverbindungsfehler der Komponente auftritt. Der Prüfbereich kann mit Hilfe der Rotationsinformationen zwischen den Anschlüssen der Komponente oder den Pads der Platine festgelegt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers den Brückenverbindungsfehler zwischen Anschlüssen mit Hilfe eines 2D-Bildes und höhenbasierter Informationen genau prüfen.
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Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Extrahieren eines ersten Brückenbereiches aus 2D-Bildern, die von in verschiedenen Winkeln gestrahlten Lichtern aufgenommen werden, das Extrahieren eines zweiten Brückenbereiches aus den höhenbasierten Informationen, das Extrahieren eines finalen Brückenbereiches, der einer Schnittmenge des ersten und zweiten Brückenbereiches entspricht, und das genauere Prüfen, ob ein Brückenverbindungsfehler auftritt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Zeichnung, die auf konzeptionelle Weise ein Prüfgerät zeigt, das in einem Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers verwendet wird.
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3–5 und 6 sind Ablaufdiagramme, die ein Verfahren zum Gewinnen der Rotationsinformationen von Komponenten in einem Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers zeigen.
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7 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem Komponenten in der korrekten Position auf einer Platine angeordnet sind.
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8 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem Komponenten in einem vorgegebenen Winkel zur korrekten Position auf einer Platine gedreht werden.
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9 ist eine Zeichnung, die ein Verfahren zum Extrahieren eines ersten 2D-Brückenbereiches aus einem ersten, von einer ersten 2D-Leuchteinheit nach 2 aufgenommenen 2D-Bild zeigt.
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10 ist eine Zeichnung, die ein Verfahren zum Extrahieren eines zweiten 2D-Brückenbereiches aus einem zweiten, von einer zweiten 2D-Leuchteinheit nach 2 aufgenommenen 2D-Bild zeigt.
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11 ist eine Zeichnung, die ein Verfahren zum Extrahieren eines zweiten Brückenbereiches aus durch eine 3D-Leuchteinheit nach 2 gewonnenen höhenbasierten Informationen zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen, genauer beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist allerdings in verschiedener Weise ausführbar und nicht so auszulegen, dass sie auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr werden die beispielhaften Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und dem Fachmann den Umfang der vorliegenden Erfindung in vollem Umfang vermittelt. Die den Zeichnungen zu entnehmenden Größen und Größenverhältnisse von Schichten und Bereichen können zum besseren Verständnis übertrieben dargestellt sein.
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Es gilt als verstanden, dass ein Bauteil oder eine Schicht, das bzw. die als „an”, „verbunden mit” oder „gekoppelt mit” einem anderen Bauteil oder einer anderen Schicht beschrieben wird, unmittelbar an dem anderen Bauteil bzw. der anderen Schicht sein, mit diesem bzw. dieser verbunden oder gekoppelt sein kann, oder dass Zwischenbauteile oder -schichten vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu gilt für ein Bauteil, das als „unmittelbar an”, „unmittelbar verbunden mit” oder „unmittelbar gekoppelt mit” einem anderen Bauteil oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, dass keine Zwischenbauteile oder -schichten vorhanden sind. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich durchgehend auf gleiche Bauteile. Der Begriff „und/oder”, wie er hierin verwendet wird, umfasst jegliche Kombinationen eines oder mehrerer der in diesem Zusammenhang aufgeführten Elemente.
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Es gilt als verstanden, dass wenngleich die Begriffe erste(r), zweite(r), dritte(r) usw. hierin zur Beschreibung verschiedener Bauteile, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, diese Bauteile, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe dienen ausschließlich dazu, ein Bauteil, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. So kann ein erstes Bauteil, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, das, der bzw. die im Folgenden beschrieben wird, auch als ein zweites Bauteil, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht bzw. ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von der Lehre der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bezeichnungen räumlicher Bezüge, wie „darunter”, „unterhalb”, „untere(r),” „oberhalb”, „obere(r)” u. ä., können im Vorstehenden zu Beschreibungszwecken für die Beschreibung des Verhältnisses eines Bauteils oder Merkmals zu (einem) anderen Bauteilen) oder Merkmalen) entsprechend der Darstellung in den Zeichnungen verwendet werden. Es gilt als verstanden, dass die Bezeichnungen räumlicher Bezüge dazu dienen, verschiedene Ausrichtungen der verwendeten Vorrichtung oder des Vorgangs zu erfassen, die über die in den Figuren dargestellten Ausrichtungen hinausgehen. Würde beispielsweise die in den Figuren dargestellte Vorrichtung umgedreht, so befänden sich Bauteile, die als „unterhalb von” oder „unter” anderen Bauteilen oder Merkmalen beschrieben wurden, „über” den anderen Bauteilen bzw. Merkmalen. Somit kann der beispielhafte Begriff „unterhalb” sowohl eine Ausrichtung unterhalb als auch oberhalb umfassen. Die Vorrichtung kann anderweitig ausgerichtet sein (um 90 Grad oder in andere Richtungen gedreht) und die hierin verwendeten Mittel zur Beschreibung räumlicher Bezüge können entsprechend ausgelegt werden.
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zu Zwecken der Beschreibung besonderer beispielhafter Ausführungsformen und darf nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden. Die Singular-Formen „ein”, „eine” und „der/die/das” sollen auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nicht ausdrücklich Gegenteiliges vorsieht. Ferner gilt als verstanden, dass die Begriffe „umfasst” und/oder „umfassend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Gegenwart der genannten Merkmale, Zahlen, Schritte, Vorgänge, Bauteile, und/oder Komponenten, beschreiben, allerdings nicht die Gegenwart oder Ergänzung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Zahlen, Schritte, Vorgänge, Bauteile, Komponenten, und/oder Gruppen derselben ausschließen.
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Vorstehenden unter Bezugnahme auf Schnittdarstellungen, die schematische Darstellungen idealisierter beispielhafter Ausführungsformen (und Zwischenstrukturen) der vorliegenden Erfindung sind, beschrieben. Daher sind Abwandlungen von den Formen der Darstellungen zu erwarten, beispielsweise als ein Ergebnis von Herstellungsverfahren und/oder -toleranzen. Somit dürfen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die besonderen Formen von hierin dargestellten Bereichen beschränkt sind, sondern sie sollen auch abweichende Formen, die beispielsweise auf die Herstellung zurückzuführen sind, umfassen. So weist beispielsweise ein eingelassener Bereich, der als Rechteck dargestellt ist, in der Regel abgerundete oder kurvenförmige Merkmale und/oder eine abfallende Konzentration des Einlasses an seinen Kanten statt eines binären Übergangs vom eingelassenen zum nichteingelassenen Bereich auf. Gleichermaßen kann ein durch einen Einlass ausgebildeter verborgener Bereich zu einem Einlass im Bereich zwischen dem verborgenen Bereich und der Fläche, über die sich der Einlass erstreckt, führen. Somit haben die in den Figuren dargestellten Bereiche schematischen Charakter und ihre Formen sollen nicht die tatsächliche Form eines Bereiches einer Vorrichtung darstellen und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken.
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Sofern nicht anders definiert, besitzen alle hierin verwendeten Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) dieselbe Bedeutung wie sie im Allgemeinen vom Fachmann des Fachgebiets, zu dem diese Erfindung gehört, verstanden wird. Es gilt ferner als verstanden, dass Begriffe, wie sie beispielsweise in allgemein gebräuchlichen Wörterbüchern verwendet werden, so auszulegen sind, dass sie eine Bedeutung besitzen, die mit ihrer Bedeutung im Kontext des betreffenden Fachgebiets vereinbar ist, und, sofern im Vorstehend nicht ausdrücklich Gegenteiliges vorgesehen ist, nicht in einer idealisierten oder überformalen Weise ausgelegt werden.
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Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben.
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1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Zeichnung, die auf konzeptionelle Weise ein Prüfgerät zeigt, das in einem Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers verwendet wird.
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Beschrieben werden das Prüfgerät, das in einem Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach 2 verwendet wird, und ein Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers nach 1.
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Nach 2 nimmt das Prüfgerät ein auf der Platine 10 angeordnetes Prüfobjekt, beispielsweise Komponenten 20, auf und prüft, ob die Komponenten 20 ordnungsgemäß auf der Platine 10 angeordnet und angeschweißt ist, und umfasst eine 3D-Leuchteinheit 100, eine Aufnahmeeinheit 200 und eine 2D-Leuchteinheit.
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Die 3D-Leuchteinheit 100 ist so auf der Halterung angeordnet, dass ein Licht in einem festen Winkel auf die auf der Halterung angeordnete Platine 10 gestrahlt wird. Die 3D-Leuchteinheit kann symmetrisch auf der Halterung angeordnet sein, sodass eine Mehrzahl von 3D-Leuchteinheiten, beispielsweise vier 3D-Leuchteinheiten, eine quadratische Form bildet.
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Jede der 3D-Leuchteinheiten 100 strahlt gittermusterartige Lichter auf die Platine 10. Insbesondere umfasst jede der 3D-Leuchteinheiten eine Lichtquelle 110, die das Licht erzeugt, und ein Gitterbauteil 120, welches das von der Lichtquelle erzeugte Licht in die gittermusterartigen Lichter umwandelt und ausstrahlt. Das Gitterbauteil 120 kann sich über ein vorgegebenes Intervall in einer von der Längsrichtung eines Gittermusters abweichenden Richtung bewegen und so die gittermusterartigen Lichter auf die Platine 10 strahlen, während das Gittermuster durch das Gitterbauteil bewegt wird. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die 3D-Leuchteinheit 100 als die Einheit, die das Licht zur Extraktion höhenbasierter Informationen oder der 3D-Informationen von auf der Platine 10 montierten Komponenten 20 ausstrahlt, eine Einheit sein, die die gittermusterartigen Lichter bereitstellt, oder eine Einheit sein, die ein Laserlicht, wie in der Zeichnung dargestellt, bereitstellt.
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Die Aufnahmeeinheit 200 ist auf der Halterung angeordnet, um die Komponenten 20 durch das einfallende Licht, das von der Platine 10 reflektiert wird, aufzunehmen. Die Aufnahmeeinheit kann beispielsweise in der Mitte von vier 3D-Leuchteinheiten 100, die sich jeweils in einer Ecke eines Quadrats befinden, angeordnet sein.
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Die Aufnahmeeinheit 200 kann beispielsweise eine Kamera, eine Abbildungslinse und einen Filter umfassen. Die Kamera empfängt das von der Platine 10 reflektierte Licht, um das Bild von Komponenten 20 aufzunehmen. Als Kamera kann beispielsweise eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera verwendet werden. Die Abbildungslinse ist im unteren Teil der Kamera angeordnet, um das von den Komponenten in die Kamera reflektierte Licht abzubilden. Der Filter ist im unteren Teil der Abbildungslinse angeordnet, um das von der Platine 10 reflektierte Licht zu filtern und der Abbildungslinse das gefilterte Licht bereitzustellen. Als Filter kann beispielsweise ein Frequenzfilter, ein Farbfilter oder ein Helligkeitsregulierungsfilter verwendet werden.
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Die 2D-Leuchteinheit umfasst mindestens zwei 2D-Leuchteinheiten, die in verschiedenen Winkeln Licht auf die Platine 10 strahlen. Die 2D-Leuchteinheit kann beispielsweise eine erste 2D-Leuchteinheit 300 und eine zweite 2D-Leuchteinheit 400 umfassen.
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Die erste 2D-Leuchteinheit 300 strahlt das Licht in einem ersten Winkel zur Mittelachse der Platine 10, und die zweite 2D-Leuchteinheit 400 strahlt das Licht in einem zweiten Winkel zur Mittelachse der Platine 10, der sich vom ersten Winkel unterscheidet. Die Mittelachse der Platine 10 ist eine virtuelle Linie, die die Platine 10 und die Aufnahmeeinheit 200 in der senkrechten Richtung der Platine 10 miteinander verbindet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die 3D-Leuchteinheiten 100 so angeordnet sein, dass sie das Licht in einem Winkel zur Mittelachse der Platine 10, der zwischen dem ersten und zweiten Winkel liegt, strahlt.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die erste und zweite 2D-Leuchteinheit 300 und 400 von demselben Lichtquellentyp und können von unterschiedlichen Lichtquellentypen sein. Die erste und zweite 2D-Leuchteinheit 300 und 400, wie sie in der Zeichnung abgebildet sind, können ringförmige fluoreszierende Quellen sein, die um die Aufnahmeeinheit 200 herum ausgebildet sind. Die erste und zweite 2D-Leuchteinheit 300 und 400 können eine einfarbige Lichtquelle sein, die Licht einer einzigen Wellenlänge erzeugt, oder eine komplexe Lichtquelle, die ein rotes Licht, ein grünes Licht, ein blaues Licht usw. erzeugt. In der ersten und zweiten 2D-Leuchteinheiten 300 und 400 erzeugte Lichter bestehen aus lediglich einer Komplementärfarbe der Bodenfarbe der Platine 10, insbesondere der Bodenfarbe der Platine 10 in Prüfbereichen, was später genauer beschrieben wird, oder können die komplementäre Farbkomponente umfassen.
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Darüber hinaus besteht die erste 2D-Leuchteinheit 300 aus mehreren Stufen, um das Licht in verschiedenen Winkeln auf die Platine 10 zu strahlen. Die erste 2D-Leuchteinheit 300 umfasst beispielsweise eine Leuchteinheit der ersten Stufe 310, eine Leuchteinheit der zweiten Stufe 320 und eine Leuchteinheit der dritten Stufe 330. Die Leuchteinheiten der ersten, zweiten und dritten Stufe 310, 320 und 330 bestehen jeweils aus roten, grünen und blauen Lichtquellen, um selektiv eine gewünschte Farbe, beispielsweise ein rotes, grünes, blaues oder weißes Licht, auf die Platine 10 zu strahlen.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Prüfgerät ferner umfasst eine Steuerungseinheit (nicht abgebildet) zum jeweiligen Steuern der 3D-Leuchteinheit 100, der Aufnahmeeinheit 200, der 2D-Leuchteinheit usw.
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Es folgt unter Bezugnahme auf 1 eine detaillierte Beschreibung eines Verfahrens zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers nach der vorliegenden Ausführungsform.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mindestens zwei 2D-Bilder und höhenbasierte Informationen durch das Aufnehmen einer Mehrzahl von Lichtern gewonnen, die in verschiedenen Winkeln auf die Platine 10, auf die in Schritt S10 die Komponenten 20 montiert werden, gestrahlt und von dieser reflektiert werden.
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Insbesondere empfängt die Aufnahmeeinheit 200 beispielsweise das Licht, das von der ersten 2D-Leuchteinheit 300 erzeugt und von der Platine 10 reflektiert wird, um ein erstes 2D-Bild aufzunehmen, und sie empfängt das Licht, das von der zweiten 2D-Leuchteinheit 400 erzeugt und von der Platine 10 reflektiert wird, um ein zweites 2D-Bild aufzunehmen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung empfingt die Aufnahmeeinheit 200 das Licht, das von der Leuchteinheit der ersten Stufe 310 der ersten 2D-Leuchteinheit 300 erzeugt und von der Platine 10 reflektiert wird, um ein erstes 2D-Bild aufzunehmen, und sie empfängt das Licht, das von der Leuchteinheit der dritten Stufe 330 der ersten 2D-Leuchteinheit 300 erzeugt und von der Platine 10 reflektiert wird, um ein zweites 2D-Bild aufzunehmen.
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Darüber hinaus empfängt die Aufnahmeeinheit 200 die gittermusterartigen Lichter, die von den 3D-Leuchteinheiten 100 erzeugt und von der Platine 10 reflektiert werden, um höhenbasierte Informationen aufnehmen. Die höhenbasierten Informationen können das Höhenabbild, das Schattenabbild und/oder das Sichtbarkeitsabbild von auf der Platine 10 angeordneten Komponenten 20 umfassen. Das Höhenabbild und das Sichtbarkeitsabbild werden durch Extrahieren von N Helligkeitswerten in jeder Position von N Musterbildern, die durch die von den 3D-Leuchteinheiten 100 ausgestrahlten gittermusterartigen Lichter aufgenommen werden, und durch Erzeugen eines Höhenwertes und eines Sichtbarkeitswertes in jeder Position unter Nutzung eines N-Bucket-Algorithmus ausgebildet. Darüber hinaus wird das Schattenabbild durch Zusammenfassung von Schattenbildern, die ausgebildet werden, wenn das Licht jeder der 3D-Leuchteinheiten 100 auf die Komponenten 20 gestrahlt wird, ausgebildet.
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Die Rotationsinformationen von Komponenten 20 werden in Schritt S20 mit Hilfe des 2D-Bildes und/oder der höhenbasierten Informationen gewonnen.
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3–5 und 6 sind Ablaufdiagramme, die ein Verfahren zum Gewinnen der Rotationsinformationen von Komponenten in einem Verfahren zum Erkennen eines Brückenverbindungsfehlers nach 1 zeigen. Darüber hinaus ist 7 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem Komponenten in der korrekten Position auf der Platine angeordnet sind, und 8 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Komponenten aus 7 in einem vorgegebenen Winkel zur korrekten Position gedreht sind. 7 und 8 sind Zeichnungen, die einen Zustand vor dem Anlöten der Komponenten 20 zeigen.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Rotationsinformationen von Komponenten 20 mit Hilfe des Höhenabbildes von Komponenten 20 gewonnen werden. Insbesondere werden, bezugnehmend auf 3, in Schritt S22a aus CAD-Daten die Basisdaten von Komponenten 20, beispielsweise eine dem Höhenabbild von Komponenten 20 entsprechende Referenzschablone, erzeugt und anschließend können in Schritt 24a die Rotationsinformationen von Komponenten 10 durch einen Vergleich zwischen dem Höhenabbild und der Referenzschablone gewonnen werden. Nachdem beispielsweise die Referenzschablone in der korrekten Position der Platine 10 angeordnet wurde, wie in 7 gezeigt, können die Rotationsinformationen gewonnen werden, indem die Referenzschablone bis zum Maximum an das Höhenabbild angeglichen wird, wie in 8 gezeigt, während die Referenzschablone in einem vorgegebenen Winkel gedreht wird.
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Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Rotationsinformationen von Komponenten 20 mit Hilfe des Schattenabbildes von Komponenten 20 gewonnen werden. Insbesondere wird, bezugnehmend auf 4, beispielsweise nach den Basisdaten von Komponenten 20 in Schritt S22b aus CAD-Daten eine den Schatten von Komponenten 20 abstrahierende Schattenschablone erzeugt, und in Schritt 24b können die Rotationsinformationen von Komponenten 20 durch einen Vergleich zwischen dem Schattenabbild und der Schattenschablone gewonnen werden. Nachdem beispielsweise die Schattenschablone in der korrekten Position der Platine 10 angeordnet wurde, wie in 7 gezeigt, können die Rotationsinformationen gewonnen werden, indem die Schattenschablone bis zum Maximum an das Schattenabbild anglichen wird, wie in 8 gezeigt, während die Schattenschablone in einem vorgegebenen Winkel gedreht wird.
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Bei wiederum einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Rotationsinformationen von Komponenten 20 mit Hilfe des Sichtbarkeitsabbildes von Komponenten 20 gewonnen werden. Insbesondere wird, bezugnehmend auf 5, beispielsweise nach den Basisdaten von Komponenten 20 in Schritt S22c aus CAD-Daten eine dem Sichtbarkeitsabbild von Komponenten 20 entsprechende Formschablone erzeugt, und in Schritt 24c können die Rotationsinformationen von Komponenten 20 durch einen Vergleich zwischen dem Sichtbarkeitsabbild und der Formschablone gewonnen werden. Nachdem beispielsweise die Formschablone in der korrekten Position der Platine 10 angeordnet wurde, wie in 7 gezeigt, können die Rotationsinformationen gewonnen werden, indem die Referenzschablone bis zum Maximum an das Sichtbarkeitsabbild angeglichen wird, wie in 8 gezeigt, während die Referenzschablone in einem vorgegebenen Winkel gedreht wird, wobei die Formschablone im Wesentlichen die gleiche wie die Referenzschablone sein kann.
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Bei noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Rotationsinformationen von Komponenten 20 mit Hilfe von mindestens einem der 2D-Bilder gewonnen werden. Insbesondere wird, bezugnehmend auf 6, nach den Basisdaten von Komponenten 20 in Schritt S22d aus CAD-Daten beispielsweise ein Referenzbild von Komponenten 20 erzeugt, und die Rotationsinformationen von Komponenten 20 können durch einen Vergleich zwischen dem 2D-Bild und dem Referenzbild gewonnen werden. Nachdem beispielsweise das Referenzbild in der korrekten Position der Platine 10 angeordnet wurde, wie in 7 gezeigt, können die Rotationsinformationen gewonnen werden, indem das Referenzbild bis zum Maximum an das 2D-Bild angeglichen wird, in 8 gezeigt, während das Referenzbild in einem vorgegebenen Winkel gedreht wird, wobei das Angleichen zwischen dem Referenzbild und dem 2D-Bild auf der Grauskala von Graustufen oder Farben basiert.
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Der Prüfbereich (Region of Interest, ROI) zur Erkennung eines Brückenverbindungsfehler von Komponenten 20 wird in Schritt S30 auf der Grundlage der Rotationsinformationen von Komponenten 20 festgelegt. Wenn insbesondere die Komponenten 20 aus einem Körperabschnitt 22 mit einer integrierten Treiberschaltung und einer Mehrzahl von Anschlüssen 24, die aus dem Körperabschnitt 22 ragen, bestehen, so kann der Prüfbereich ROI auf der Grundlage der Rotationsinformationen jeweils zwischen den Anschlüssen 24 von Komponenten 20 festgelegt werden. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Prüfbereich ROI in einer den Anschlüssen 24 entsprechenden Position angeordnet, wie in der Zeichnung gezeigt, und jeweils zwischen Pads 12 der Platine 10, die elektrisch mit den Anschlüsse 24 verbunden sind, festgelegt, wobei der Prüfbereich ROI vorzugsweise so festgelegt ist, dass er die Anschlüsse 24 oder die Pads 12 nicht überdeckt.
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9 ist die Zeichnung, die ein Verfahren zum Extrahieren des ersten 2D-Brückenbereiches aus dem von der ersten 2D-Leuchteinheit aus 2 aufgenommenen ersten 2D-Bild zeigt, und 10 ist die Zeichnung, die ein Verfahren zum Extrahieren des zweiten 2D-Brückenbereiches aus dem von der zweiten 2D-Leuchteinheit aus 2 aufgenommenen zweiten 2D-Bild zeigt, wobei 9 und 10 die Zeichnungen sind, die einen Zustand nach dem Anlöten der Komponenten 20 mit einer Lötpaste 30 zeigen.
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Bezugnehmend auf 1, 9 und 10 wird nach der Festlegung des Prüfbereiches ROI in Schritt S40 der erste Brückenbereich innerhalb des Prüfbereiches ROI mit Hilfe von mindestens einem der 2D-Bilder extrahiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der erste Brückenbereich eine Verbindung von 2D-Brückenbereichen in jedem der 2D-Bilder sein.
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Insbesondere kann der erste 2D-Brückenbereich 32, bei dem die Grauskala des ersten 2D-Bildes über einem Grenzwert ist, innerhalb des Prüfbereiches ROI extrahiert werden, und der zweite 2D-Brückenbereich 34, bei dem die Grauskala des zweiten 2D-Bildes über dem Grenzwert ist, kann innerhalb des Prüfbereiches ROI extrahiert werden, wobei der Grenzwert die Mindestgrauskala einer Graustufe, die als Brücke beurteilt wird, sein kann. Andernfalls kann der erste 2D-Brückenbereich 32, bei dem die Farbe des ersten 2D-Bildes dem Referenzfarbbereich des Lötmittels entspricht, innerhalb des Prüfbereiches ROI extrahiert werden, und der zweite 2D-Brückenbereich 34, bei dem die Farbe des zweiten 2D-Bildes dem Referenzfarbbereich entspricht, kann innerhalb des Prüfbereiches ROI extrahiert werden. Dann kann der erste Brückenbereich durch Kombinieren des ersten und des zweiten 2D-Brückenbereiches 32 und 34 ausgebildet werden.
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Der erste 2D-Brückenbereich 32, wie in 9 gezeigt, kann beispielsweise die Brücken A1, A2, A3, A4 und A5 umfassen, und der zweite 2D-Brückenbereich 34, wie in 10 gezeigt, kann die Brücken B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B5, und B9 umfassen. Da an diesem Punkten die Brücken A2, A4 und A5 jeweils dieselben wie die Brücken B3, B5 und B6 sind, umfasst der erste Brückenbereich, die Verbindung des ersten und zweiten Brückenbereiches, die insgesamt 11 Brücken.
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11 ist die Zeichnung, die ein Verfahren zum Extrahieren des zweiten Brückenbereiches aus den durch die 3D-Leuchteinheit nach 2 gewonnenen höhenbasierten Informationen zeigt, wobei 11 die Zeichnung ist, die einen Zustand nach dem Anlöten der Komponenten 20 mit Lötpaste 30 zeigt.
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Bezugnehmend auf 1 und 11 wird nach der Festlegung des Prüfbereiches ROI in Schritt S50 der zweite Brückenbereich 36 innerhalb des Prüfbereiches ROI mit Hilfe der höhenbasierten Informationen extrahiert. An dieser Stelle kann ein Verfahren zum Extrahieren des zweiten Brückenbereiches 36 gleichzeitig mit, vor oder nach einem Verfahren zum Extrahieren des ersten Brückenbereiches erfolgen, welches die Verbindung des ersten und zweiten 2D-Brückenbereiches darstellt.
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Falls die höhenbasierten Informationen das Höhenabbild von Komponenten umfassen, so kann der zweite Brückenbereich 36 ein Bereich sein, bei dem der Höhenwert des Höhenabbildes über einem Referenzhöhenwert innerhalb des Prüfbereiches ROI ist. Falls andernfalls die höhenbasierten Informationen das Sichtbarkeitsabbild von Komponenten umfassen, so kann der zweite Brückenbereich 36 ein Bereich sein, bei dem der Sichtbarkeitswert des Sichtbarkeitsabbildes über einem Referenzsichtbarkeitswert innerhalb des Prüfbereiches ROI ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die höhenbasierten Informationen das Höhenabbild und das Sichtbarkeitsabbild von Komponenten, und der zweite Brückenbereich 36 kann ein Bereich sein, bei dem der Höhenwert des Höhenabbildes über dem Referenzhöhe ist und bei dem der Sichtbarkeitswert des Sichtbarkeitsabbildes über dem Referenzsichtbarkeitswert innerhalb des Prüfbereiches ROI ist. Der zweite Brückenbereich 36, wie in 7 gezeigt, kann beispielsweise die Brücken C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7 und C8 umfassen.
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Anschließend wird in Schritt S60 der Brückenverbindungsfehler von Komponenten 20 mit Hilfe des ersten Brückenbereiches und/oder des zweiten Brückenbereiches 36 beurteilt. Insbesondere wird nach der Extraktion eines finalen Brückenbereiches, der einer Schnittmenge zwischen dem ersten Brückenbereich und dem zweite Brückenbereich 36 entspricht, der Brückenverbindungsfehler von Komponenten 20 mit Hilfe des finalen Brückenbereiches beurteilt. Da der finale Brückenbereich der Schnittmenge zwischen dem ersten Brückenbereich und dem zweiten Brückenbereich 36 entspricht, ist es sehr wahrscheinlich, dass Brücken hierin tatsächlich einen Brückenverbindungsfehler erzeugen.
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So ist die C1-Brücke beispielsweise identisch mit der B1-Brücke aus 6, und die C2-Brücke ist identisch mit der B2-Brücke aus 6. Die C3-Brücke ist identisch mit der A2-Brücke aus 5 oder der B3 aus 6; die C4-Brücke ist identisch mit der A4-Brücke aus 5 oder B5 aus 6, und die C5-Brücke ist identisch mit der A5-Brücke aus 5 oder B6 aus 6. Die C6-Brücke ist identisch mit der B8-Brücke aus 6, und die C7-Brücke ist identisch mit der B9-Brücke aus 6. Andererseits ist die C8-Brücke in 5 und 6 nicht dargestellt. Somit umfasst der finale Brückenbereich die verbleibenden Brücken mit Ausnahme der C8-Brücke des 3D-Brückenbereiches 36, d. h. insgesamt 7 Brücken.
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Nach der vorliegenden Ausführungsform wird der erste Brückenbereich aus den 2D-Bildern extrahiert, die von in verschiedenen Winkeln gestrahlten Lichtern aufgenommen werden, wird der zweite Brückenbereich 36 aus den höhenbasierten Informationen extrahiert und wird der finale Brückenbereich, welcher der Schnittmenge zwischen dem ersten und zweiten Brückenbereich entspricht, extrahiert, wobei genauer geprüft wird, ob ein Brückenverbindungsfehler auftritt.
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Eine detaillierte Beschreibung der im Vorstehenden beschriebenen Erfindung wird unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. An einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Fachmann erkennen, dass zahlreiche Änderungen und Abwandlungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder Umfang, wie sie in den folgenden Ansprüchen beschrieben sind, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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